Šifravimas (kriptografija) – apibrėžimas, dešifravimas ir principai

Sužinokite šifravimo, dešifravimo ir kriptografijos principus: kaip veikia šifrai, raktai ir saugumas — aiškiai, praktiškai ir suprantamai.

Šifravimas leidžia paslėpti informaciją taip, kad jos nebūtų galima perskaityti be specialių žinių (pvz., slaptažodžio). Tam naudojamas slaptas kodas arba šifras. Sakoma, kad paslėpta informacija yra užšifruota. Praktikoje šifravimas reiškia, jog pradinius duomenis (vadinamus atviruoju tekstu arba plaintext) paverčiama į nesuprantamą formą (vadinamą užšifruotu tekstu

Dešifravimas - tai būdas užšifruotą informaciją vėl paversti atviru tekstu. Tai yra iššifruota forma. Tyrimas apie šifravimą vadinamas kriptografija. Kriptoanalizę galima atlikti rankiniu būdu, jei šifras yra paprastas. Sudėtingiems šiframs ieškoti galimų raktų reikia kompiuterio. Dešifravimas yra informatikos ir matematikos sritis, kurioje nagrinėjama, kaip sunku nulaužti šifrą. Šioje srityje svarbios temos yra raktų stiprumas (ilgumas ir atsitiktinumas), algoritmų saugumas ir kompiuterinis sudėtingumas — kiek laiko arba resursų reiktų atkurti informaciją be rakto.

Šifravimo principai ir tikslai

• Konfidencialumas — neleidžia trečiosioms šalims perskaityti duomenų.
• Vientisumas — užtikrina, kad duomenys nebuvo pakeisti perduodant.
• Autentiškumas — patvirtina duomenų kilmę arba siuntėjo tapatybę.
• Neprieštaravimas (non‑repudiation) — apsaugo nuo to, kad siuntėjas vėliau paneigtų atliktą veiksmą (dažnai užtikrinama skaitmeniniais parašais).

Populiarios technologijos ir terminai

• Simetrinis šifravimas — vienas raktas naudojamas ir šifravimui, ir dešifravimui (pvz., AES). Veiksmingas dideliems duomenų kiekiams, bet reikalauja saugaus raktų dalijimosi.
• Asimetrinis (viešasis) šifravimas — du raktai: viešasis (galima laisvai skelbti) ir privatus (laikomas paslaptyje). Naudojamas rakto mainams, skaitmeniniams parašams (pvz., RSA, ECC).
• Maišos funkcijos (hash) — vienpusės funkcijos, kurios paverčia duomenis fiksuoto ilgio santrauka (pvz., SHA šeima). Naudojamos duomenų vientisumui patikrinti ir slaptažodžių saugojimui.
• Skaitmeniniai parašai ir MAC — užtikrina autentiškumą ir vientisumą: MAC (Message Authentication Code) panaudojamas kartu su simetriniais raktimis, o skaitmeniniai parašai su asimetriniais raktais.
• AEAD (Authenticated Encryption with Associated Data) — autentifikuotas šifravimas, kartu suteikiantis konfidencialumą ir vientisumą (pvz., AES-GCM).

Dešifravimo metodai ir iššūkiai

• Brute‑force (žodinė jėga) — bandomi visi įmanomi raktai; saugūs algoritmai naudoja pakankamai ilgus raktus, kad brute‑force būtų nepraktiškas.
• Kriptoanalitinės atakos — žinomas tekstas, pasirenkamas tekstas, atakos su laiko/energetiniais/elektroniniais signalais (side‑channel), kuriomis bandoma ištraukti raktą ar struktūrą.
• Kvantinės grėsmės — kvantinės kompiuterijos algoritmai (pvz., Shor) gali kelti grėsmę tam tikriems asimetriniams algoritmams; post‑kvantinė kriptografija kuriama kaip atsakas.
• Raktų valdymas — dažniausiai didesnė rizika kyla ne iš paties algoritmo, o iš prasto raktų tvarkymo: neteisingas saugojimas, silpni slaptažodžiai, netinkami atsarginiai kopijavimai.

Geriausios praktikos

• Naudoti pripažintus ir patikrintus algoritmus (AES, RSA, ECC, SHA‑2/3) bei rekomenduojamus raktų ilgius.
• Vengti „namų sąlygomis“ sukurtų šifrų — pasirenkite standartus ir bibliotekas, kurias testavo bendruomenė.
• Naudoti autentifikuotą šifravimą (AEAD) ten, kur reikia tiek konfidencialumo, tiek vientisumo.
• Saugoti raktus atskirai nuo užšifruotų duomenų, naudoti saugius rakto saugojimo sprendimus (pvz., HSM, TPM, raktų valdymo paslaugas).
• Reguliariai atnaujinti programinę įrangą ir sekti kriptografijos standartų pokyčius—ypač kvantinių grėsmių srityje.
• Įgyvendinti papildomas apsaugos priemones: autentifikaciją, prieigos kontrolę, atsargines kopijas ir stebėjimą dėl įtartinos veiklos.

Santraukoje, šifravimas yra esminė duomenų apsaugos dalis, apimanti ne tik algoritmų taikymą, bet ir tinkamą raktų valdymą, protokolų parinkimą ir bendrą saugumo praktikų laikymąsi. Tinkamai įgyvendintas, jis užtikrina konfidencialumą, vientisumą ir autentiškumą moderniame skaitmeniniame pasaulyje.

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra šifravimas?

K: Ką reiškia iššifravimas?

K: Kas yra kriptografija?

K: Ar galima šifrus analizuoti rankomis?

K: Kokio tipo šiframs nulaužti reikia kompiuterio?

K: Kaip vadinama informatikos sritis, kurioje nagrinėjamas iššifravimas?

K: Koks yra šifravimo tikslas?

Paieška pagal raidę